JPH0427773A - Plunger pump - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、シリンダ内におけるピストンの往復動に基づ
いて流体を圧送するプランジャーポンプに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a plunger pump that pumps fluid based on the reciprocating motion of a piston within a cylinder.
［従来の技術］
従来、プランジャーポンプのシリンダ内には、流体を圧
送するためのピストンが往復動可能に設けられ、このピ
ストンの外周部にはゴム質の０リングや、テフロン製の
被覆材等のシール部材が設けられている。そして、この
シール部材によって流体がシリンダとピストンとの間か
ら漏洩することを防止している。[Prior Art] Conventionally, a piston for pumping fluid is provided in the cylinder of a plunger pump so as to be able to reciprocate, and a rubber O-ring or a Teflon covering material is attached to the outer periphery of the piston. A sealing member such as the following is provided. This seal member prevents fluid from leaking between the cylinder and the piston.
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記シール部材を備えたプランジャーポ
ンプは、ピストンの往復動に伴う摩擦によってシール部
材の磨耗粉を生じ、この磨耗粉が流体に混入されるとい
う問題があった。そのため、プランジャーポンプの優れ
た定量特性にもかかわらず、不純物の混入が許されない
医薬品等の圧送用ポンプとしてプランジャーポンプを使
用することができなかった。また、シール部材の磨耗量
はポンプの運転回数と相関するため、ポンプの寿命はシ
ール部材の耐久性によっても決定される。[Problems to be Solved by the Invention] However, the plunger pump equipped with the above-mentioned sealing member has a problem in that friction caused by the reciprocating movement of the piston generates abrasion powder on the sealing member, and this abrasion powder is mixed into the fluid. there were. Therefore, despite the plunger pump's excellent quantitative properties, it has not been possible to use the plunger pump as a pump for pressure-feeding pharmaceuticals or the like where impurities cannot be mixed in. Further, since the amount of wear of the seal member is correlated with the number of times the pump is operated, the life of the pump is also determined by the durability of the seal member.
更に、シール部材を使用しない場合でも、ピストンとシ
リンダとの摩擦接触によって磨耗粉を生じるのみならず
、ピストンのラジアル方向への荷重によって、ピストン
及びシリンダが偏磨耗し、ポンプの寿命を著しく低下さ
せるという問題があった。Furthermore, even when a sealing member is not used, not only does the frictional contact between the piston and cylinder generate abrasion powder, but also the load in the radial direction of the piston causes uneven wear on the piston and cylinder, significantly shortening the life of the pump. There was a problem.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、その目的は、シール部材を必要とせず、圧送される
流体に異物を混入させることなく、長期にわたって使用
可能なプランジャーポンプを提供することにある。The present invention was made in order to solve the above problems, and its purpose is to provide a plunger pump that can be used for a long period of time without requiring a sealing member or contaminating the fluid being pumped. It's about doing.
［課題を解決するための手段１
上記課題を解決するために本発明は、流体の吸入口及び
吐出口を有するシリンダと、前記シリンダ内に往復動可
能に配設され、かつシリンダの内周面に沿って回転可能
に配設されたピストンと、前記ピストンを往復動させる
駆動手段と、前記ピストンを回転させる回転手段とを備
え、前記シリンダの内周面又は前記ピストンの外周面の
いずれか少なくとも一方に動圧溝が設けられている。[Means for Solving the Problems 1] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a cylinder having a fluid intake port and a fluid discharge port, and a cylinder disposed in the cylinder so as to be able to reciprocate, and an inner circumferential surface of the cylinder. a piston rotatably disposed along the piston, a driving means for reciprocating the piston, and a rotation means for rotating the piston, the piston having at least one of the inner circumferential surface of the cylinder and the outer circumferential surface of the piston. A dynamic pressure groove is provided on one side.
［作用］
上記プランジャーポンプにおいては少なくとも、ピスト
ンの端面と前記吸入口及び吐出口を有するシリンダの内
壁とによって囲まれた流体導入室、並びにピストン外周
面とシリンダ内周面との間のクリアランスに、ポンプに
よって圧送される流体が満たされる。[Function] In the plunger pump described above, at least the fluid introduction chamber surrounded by the end face of the piston and the inner wall of the cylinder having the suction port and the discharge port, and the clearance between the outer circumferential surface of the piston and the inner circumferential surface of the cylinder. , filled with fluid pumped by a pump.
この状態において、回転手段によってピストンが回転さ
れると、動圧溝の作用に基づき、前記クリアランスには
流体による圧力膜が形成される。In this state, when the piston is rotated by the rotating means, a pressure film of fluid is formed in the clearance based on the action of the dynamic pressure groove.
すると、この圧力膜によってピストンの外周面とシリン
ダの内周面とが離間され、ピストンは非接触状態にて回
転される。従って、駆動手段によってピストンがシリン
ダ内を往復動されても、ピストン及びシリンダが摩擦接
触して偏磨耗したり、磨耗粉を生じない。Then, the outer circumferential surface of the piston and the inner circumferential surface of the cylinder are separated by this pressure film, and the piston is rotated in a non-contact state. Therefore, even when the piston is reciprocated within the cylinder by the driving means, the piston and cylinder do not come into frictional contact and cause uneven wear or generate abrasion powder.
また、前記圧力膜が一旦形成されると、前記クリアラン
スと流体導入室との圧力差によって、前記流体導入室の
流体がピストンとシリンダとの間へ進入することが停止
される。従って、ピストンの往復動に伴い、吸入口から
前記流体導入室に吸入された流体が吐出口から吐出され
るという工程が繰り返されて、流体が圧送される。Moreover, once the pressure film is formed, the fluid in the fluid introduction chamber is stopped from entering between the piston and the cylinder due to the pressure difference between the clearance and the fluid introduction chamber. Therefore, as the piston reciprocates, a process in which fluid is sucked into the fluid introduction chamber from the suction port and discharged from the discharge port is repeated, and the fluid is pumped.
本発明によれば、前記動圧溝はピストンの外周面に設け
られていることが望ましい。According to the present invention, it is desirable that the dynamic pressure groove is provided on the outer peripheral surface of the piston.
その理由は、シリンダ内周面よりピストン外周面の方が
溝加工が容易であり、動圧溝の加工精度に優れるからで
ある。The reason for this is that it is easier to process grooves on the outer circumferential surface of the piston than on the inner circumferential surface of the cylinder, and the machining accuracy of the dynamic pressure grooves is excellent.
また、前記回転手段は、ピストンに一体的に設けられた
磁性材料と、シリンダの外周部に配設された電磁コイル
とから構成されていることが好ましい。Moreover, it is preferable that the rotating means is comprised of a magnetic material provided integrally with the piston and an electromagnetic coil provided on the outer periphery of the cylinder.
その理由は、磁性材料が形成する磁界と電磁コイルが形
成する磁界との磁気的相互作用に基づき、ピストンが他
の一切の部材と直接接触することなく、自由回転される
ため、磨耗粉発生の虞れが更に回避されるからである。The reason for this is that the piston rotates freely without making direct contact with any other components due to the magnetic interaction between the magnetic field formed by the magnetic material and the magnetic field formed by the electromagnetic coil, which reduces the generation of wear particles. This is because the risk is further avoided.
更に、前記ピストンの外周面と、前記シリンダの内周面
とが相対向する部分は、セラミックス材料によって形成
されていることが好ましい。Furthermore, it is preferable that a portion where the outer circumferential surface of the piston and the inner circumferential surface of the cylinder face each other is formed of a ceramic material.
このセラミックス材料としては、炭化珪素焼結材料、ア
ルミナ焼結材料、窒化珪素焼結材料等があげられる。こ
れらは、機械的強度、耐磨耗性に優れ、プランジャーポ
ンプの寿命を更に向上させる。Examples of this ceramic material include silicon carbide sintered materials, alumina sintered materials, and silicon nitride sintered materials. These have excellent mechanical strength and abrasion resistance, further extending the life of the plunger pump.
尚、前記ピストンの外周面と前記シリンダの内周面とが
、相対向する部分に磁性流体を存在させることもできる
。Incidentally, a magnetic fluid may be present in a portion where the outer circumferential surface of the piston and the inner circumferential surface of the cylinder face each other.
以下に、本発明を具体化した第−及び第二実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。Below, a first and second embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
［第一実施例コ
第１図に示すように、円筒状のシリンダｌ内には、ピス
トン２がシリンダｌの軸方向に往復動可能に設けられる
と共に、シリンダ１の内周面に沿って回転可能に設けら
れている。[First Embodiment] As shown in FIG. 1, a piston 2 is provided in a cylindrical cylinder l so as to be able to reciprocate in the axial direction of the cylinder l, and also rotate along the inner circumferential surface of the cylinder l. possible.
前記ピストン２の左右両端にはそれぞれ炭化珪素焼結材
料によって円板状に形成された端面板３゜４が設けられ
、これら両端面板３，４間には駆動界磁マグネット６、
ブツシュ７及び回転界磁マグネット８が保持されている
。第２図に示すように、前記回転界磁マグネット８は断
面扇型の４個の永久磁石片８ａを、互いに隣接する磁極
が異極となるように円環状に交互に配置して構成されて
いる。Disk-shaped end plates 3 and 4 are provided at both left and right ends of the piston 2, respectively, and are made of a silicon carbide sintered material. Between these end plates 3 and 4, a driving field magnet 6,
A bush 7 and a rotating field magnet 8 are held. As shown in FIG. 2, the rotating field magnet 8 is constructed by alternately arranging four permanent magnet pieces 8a each having a fan-shaped cross section in an annular shape such that adjacent magnetic poles are different. There is.
また、両界磁マグネット６．８間に介装されたブツシュ
７は、両界磁マグネット６．８の軸方向への磁束の漏洩
を防止する鉄系材料等の磁性体で構成されている。Further, the bushing 7 interposed between the two field magnets 6.8 is made of a magnetic material such as an iron-based material that prevents leakage of magnetic flux in the axial direction of the two field magnets 6.8.
また、前記両端面板３，４間には、炭化珪素焼結材料に
よって円筒状に形成されたカバー５が設けられ、これに
より、前記両端面３，４間の部材６．７．８の外周面が
覆われている。そして、ピストン２のカバー５とシリン
ダ１の内周壁１ａとの間には、所定のクリアランスＣＩ
（本実施例では５μｍ）が存在する。Further, a cover 5 formed in a cylindrical shape from a silicon carbide sintered material is provided between the end plates 3 and 4, so that the outer circumferential surface of the member 6.7.8 between the end faces 3 and 4 is is covered. A predetermined clearance CI is provided between the cover 5 of the piston 2 and the inner peripheral wall 1a of the cylinder 1.
(5 μm in this example) exists.
シリンダ１の右側部内には、シリンダ１の右端壁１１、
内周壁１ａ、及びピストン２の右側端面板４によって流
体導入室としてのシリンダ内室１２が形成されている。Inside the right side of the cylinder 1, there is a right end wall 11 of the cylinder 1,
The inner circumferential wall 1a and the right end plate 4 of the piston 2 form a cylinder inner chamber 12 as a fluid introduction chamber.
そして、前記右端壁１１の略中央部にはシリンダ内室１
２に液体を吸入する吸入口１３が設けられ、前記内周壁
１ａの一端部には該シリンダ内室１２から液体を吐ａす
るための吐出口１４が設けられている。A cylinder inner chamber 1 is provided approximately at the center of the right end wall 11.
A suction port 13 for sucking liquid is provided in the cylinder 2, and a discharge port 14 for discharging liquid a from the cylinder inner chamber 12 is provided at one end of the inner circumferential wall 1a.
前記吸入口１３は液体導入経路１５と接続されており、
この液体導入経路１５の途中には、液体がシリンダ内室
１２へ流入する方向へ流れる場合に、液体の流通を可能
ならしめるニードル弁１６が設けられている。また、前
記吐出口１４は液体排出経路１７と接続されており、こ
の液体排出経路１７の途中には、液体がシリンダ内室１
２から流出する方向へ流れる場合に、液体の流通を可能
ならしめるニードル弁１８が設けられている。The suction port 13 is connected to a liquid introduction path 15,
A needle valve 16 is provided in the middle of the liquid introduction path 15 to allow the liquid to flow when the liquid flows in the direction of flowing into the cylinder inner chamber 12. Further, the discharge port 14 is connected to a liquid discharge path 17, and in the middle of this liquid discharge path 17, the liquid flows into the cylinder inner chamber 1.
A needle valve 18 is provided which allows the flow of liquid when flowing in the outflow direction from 2.
一方、シリンダ１の左側部内には、前記ピストン２の端
面板３と対向する可動板９が、その軸方向に往復動可能
に設けられている。この可動板９は、シリンダ１の左側
部内に設けられたコイルバネｌＯによってピストン２に
接近する方向へ付勢されており、ピストン２の端面板３
に常時接近配置される。On the other hand, in the left side of the cylinder 1, a movable plate 9 facing the end plate 3 of the piston 2 is provided so as to be able to reciprocate in its axial direction. This movable plate 9 is urged in a direction approaching the piston 2 by a coil spring lO provided in the left side of the cylinder 1, and the end plate 9 of the piston 2
will be placed in close proximity at all times.
第１，２図に示すように、前記シリンダｌの外周面上に
は、その周方向に沿って３個の回転用電磁コイル１９が
配設されている。そして、各電磁コイル１９が順次通電
制御されることにより、各電磁コイル１９が形成する磁
界とピストン２の回転界磁マグネット８が形成する磁界
との磁気的相互作用に基づいて、ピストン２がシリンダ
１の内周面に沿って特定方向へ回転される。As shown in FIGS. 1 and 2, three rotating electromagnetic coils 19 are arranged on the outer circumferential surface of the cylinder l along its circumferential direction. Then, by sequentially controlling the energization of each electromagnetic coil 19, the piston 2 moves into the cylinder based on the magnetic interaction between the magnetic field formed by each electromagnetic coil 19 and the magnetic field formed by the rotating field magnet 8 of the piston 2. It is rotated in a specific direction along the inner circumferential surface of 1.
また、シリンダ１の外周面上には、シリンダ１の全周を
覆う駆動用電磁コイル２０が設けられている。そして、
この電磁コイル２０が通電されることにより、該電磁コ
イル２０が形成する磁界とピストン２の駆動界磁マグネ
ット６が形成する磁界との磁気的相互作用に基づいて、
ピストン２は前記可動板９に接近した後、更に前記コイ
ルバネ１０の弾性に抗してシリンダ１の左方へ移動され
る。Furthermore, a driving electromagnetic coil 20 is provided on the outer peripheral surface of the cylinder 1 to cover the entire circumference of the cylinder 1 . and,
When this electromagnetic coil 20 is energized, based on the magnetic interaction between the magnetic field formed by the electromagnetic coil 20 and the magnetic field formed by the driving field magnet 6 of the piston 2,
After the piston 2 approaches the movable plate 9, it is further moved to the left of the cylinder 1 against the elasticity of the coil spring 10.
更に、第１図に示すように、前記ピストン２のカバー５
の外周面上にはへリングボーン状の動圧溝２１が複数形
成されている。また、前記両端面板３，４の各表面には
スパイラル状の動圧溝２２が複数形成されている。そし
て、ピストン２が特定方向へ回転されることにより、こ
れら動圧溝２１．２２の作用に基づき、前記クリアラン
スＣ１、端面板３と可動板９との間のクリアランスＣ２
、及び端面板４の表面にそれぞれ液体による圧力膜が形
成される。Furthermore, as shown in FIG.
A plurality of herringbone-shaped dynamic pressure grooves 21 are formed on the outer circumferential surface of. Further, a plurality of spiral dynamic pressure grooves 22 are formed on each surface of the end plates 3 and 4. When the piston 2 is rotated in a specific direction, the clearance C1 and the clearance C2 between the end plate 3 and the movable plate 9 are adjusted based on the action of these dynamic pressure grooves 21 and 22.
, and the surfaces of the end plate 4 are formed with liquid pressure films, respectively.
次に、上述のように構成されたプランジャーポンプの作
用について説明する。Next, the operation of the plunger pump configured as described above will be explained.
前記プランジャーポンプにおいては、シリンダ内室１２
に液体が満たされると共に、毛細管現象によって、シリ
ンダｌとカバー５との間のクリアランスＣＩ、及び端面
板３と可動板９との間のりリアランスＣ２にも液体が満
たされる。そして、前記各電磁コイル１９．２０が無通
電の状態では、ピストン２はコイルバネ１０により可動
板９を介して右方向へ押圧され、右側端面板４がシリン
ダ１の右端壁１１に接近配置されている。In the plunger pump, the cylinder inner chamber 12
is filled with liquid, and the clearance CI between the cylinder 1 and the cover 5 and the clearance C2 between the end plate 3 and the movable plate 9 are also filled with liquid due to capillary action. When each of the electromagnetic coils 19 and 20 is de-energized, the piston 2 is pushed to the right by the coil spring 10 via the movable plate 9, and the right end plate 4 is disposed close to the right end wall 11 of the cylinder 1. There is.
ここで、回転用電磁コイル１９の通電制御が開始される
と、該電磁コイル１９とピストン２内の回転界磁マグネ
ット８との磁気的相互作用に基づき、ピストン２がシリ
ンダ１の内周面に沿って特定方向へ回転される。このピ
ストン２の回転に伴い、カバー５の動圧溝２１の作用に
よって、前記クリアランスＣＩにはシリンダ内室１２等
から液体が導入され、液体による圧力膜が形成される。Here, when the energization control of the rotating electromagnetic coil 19 is started, the piston 2 is moved to the inner peripheral surface of the cylinder 1 based on the magnetic interaction between the electromagnetic coil 19 and the rotating field magnet 8 inside the piston 2. rotated in a specific direction along the As the piston 2 rotates, liquid is introduced into the clearance CI from the cylinder inner chamber 12 and the like by the action of the dynamic pressure groove 21 of the cover 5, and a pressure film is formed by the liquid.
この圧力膜によって、ピストン２はシリンダ１の内周壁
１ａから離間され、非接触状態にて回転される。更に、
該圧力膜が一旦形成されると、クリアランスＣ１の液圧
がシリンダ内室１２の液圧より高くなり、シリンダ内室
１２の液体が前記クリアランスＣ１へ進入することが停
止される。This pressure film separates the piston 2 from the inner circumferential wall 1a of the cylinder 1 and rotates it in a non-contact state. Furthermore,
Once the pressure film is formed, the hydraulic pressure in the clearance C1 becomes higher than the hydraulic pressure in the cylinder inner chamber 12, and the liquid in the cylinder inner chamber 12 is stopped from entering the clearance C1.
また、ピストン２の回転に伴い、前記両端面板３．４の
動圧溝２２の作用によって、前記クリアランスＣ２、及
び端面板４とシリンダ１の右端壁１１との間にも液体に
よる圧力膜が形成され、ピストン２は可動板９及び右端
壁１１のいずれとも非接触状態にて回転される。この非
接触状態は各回転用電磁コイル１９への通電制御がなさ
れる限り、ピストン２が停止しているか往復動されてい
るかにかかわらず保持される。In addition, as the piston 2 rotates, a pressure film of liquid is also formed in the clearance C2 and between the end plate 4 and the right end wall 11 of the cylinder 1 due to the action of the dynamic pressure grooves 22 of the end plates 3.4. The piston 2 is rotated without contacting either the movable plate 9 or the right end wall 11. This non-contact state is maintained regardless of whether the piston 2 is stopped or reciprocated as long as the energization to each rotating electromagnetic coil 19 is controlled.
ここで、駆動用電磁コイル２０が通電されると、該電磁
コイル２０とピストン２内の駆動界磁マグネット６との
磁気的相互作用に基づき、ピストン２がコイルバネ１０
の弾性に抗してシリンダ１の左方へ移動される。この時
のシリンダ内室１２の容積拡大に伴い、液体導入経路１
５及び液体排出経路１７の液圧に対して、シリンダ内室
１２の液圧が負圧となる。すると、ニードル弁１６は液
体導入経路１５と吸入口１３とを連通させるが、ニード
ル弁１８は液体排出経路１７と吐出口１４との連通を遮
断する。それ故、シリンダ内室１２には吸入口１３から
液体が吸入される。Here, when the driving electromagnetic coil 20 is energized, the piston 2 moves toward the coil spring 10 based on the magnetic interaction between the electromagnetic coil 20 and the driving field magnet 6 inside the piston 2.
is moved to the left of the cylinder 1 against the elasticity of the cylinder 1. At this time, as the volume of the cylinder inner chamber 12 increases, the liquid introduction path 1
5 and the liquid discharge path 17, the liquid pressure in the cylinder inner chamber 12 becomes a negative pressure. Then, the needle valve 16 allows the liquid introduction path 15 and the suction port 13 to communicate with each other, but the needle valve 18 blocks the communication between the liquid discharge path 17 and the discharge port 14. Therefore, liquid is sucked into the cylinder inner chamber 12 from the suction port 13.
前記駆動用電磁コイル２０の作用に基づき、シリンダ内
室１２に液体が充填された状態において、駆動用電磁コ
イル２０への通電が遮断されると、ピストン２は蓄積さ
れたコイルバネｌＯの付勢力に基づいて右方へ押し戻さ
れる。この時のシリンダ内室１２の容積縮小に伴い、シ
リンダ内室１２の液圧に対して、液体導入経路１５及び
液体排出経路エフの液圧が負圧となる。すると、ニード
ル弁１６は液体導入経路１５と吸入口１３との連通を遮
断するが、ニードル弁１８は液体排出経路１７と吐出口
１４とを連通させる。それ故、シリンダ内室１２に満た
された液体は、吐出口１４から液体排出経路１７に排出
される。Based on the action of the driving electromagnetic coil 20, when the power supply to the driving electromagnetic coil 20 is cut off while the cylinder inner chamber 12 is filled with liquid, the piston 2 is moved by the accumulated biasing force of the coil spring lO. Based on this, you will be pushed back to the right. At this time, as the volume of the cylinder inner chamber 12 decreases, the hydraulic pressure of the liquid introduction path 15 and the liquid discharge path F becomes negative pressure with respect to the hydraulic pressure of the cylinder inner chamber 12. Then, the needle valve 16 blocks communication between the liquid introduction path 15 and the suction port 13, but the needle valve 18 allows the liquid discharge path 17 and the discharge port 14 to communicate with each other. Therefore, the liquid filled in the cylinder inner chamber 12 is discharged from the discharge port 14 to the liquid discharge path 17.
このようにして、駆動用電磁コイル２０への通電が間欠
的に繰り返されることにより、ピストン２がシリンダ１
内で往復動され、液体導入経路１５からシリンダ内室１
２を介し液体排出経路１７へ向かって液体が圧送される
。In this way, by intermittently repeating energization to the driving electromagnetic coil 20, the piston 2 is moved into the cylinder 1.
from the liquid introduction path 15 to the cylinder inner chamber 1.
The liquid is pumped toward the liquid discharge path 17 via the liquid discharge path 17 .
このように本実施例によれば、従来のようなシール部材
を使用する必要がなく、部品点数を少なくして組立コス
トを低減することができる。As described above, according to this embodiment, there is no need to use a conventional sealing member, and the number of parts can be reduced to reduce assembly costs.
また、ピストン２はシリンダｌ内を、その内周壁１ａ、
右端壁１１、及び可動板９のい１れに対しても非接触状
態を保持して往復動されるため、摩擦接触による磨耗粉
等を発生することがない。Further, the piston 2 extends inside the cylinder l, with its inner circumferential wall 1a,
Since it is reciprocated while maintaining a non-contact state with respect to the right end wall 11 and one of the movable plates 9, there is no generation of abrasion powder or the like due to frictional contact.
従って、このプランジャーポンプによれば、従来のよう
に液体に異物を混入することなく、純粋な状態で液体を
定量的に圧送することができる。Therefore, according to this plunger pump, the liquid can be quantitatively pumped in a pure state without mixing foreign matter into the liquid as in the conventional case.
更に、ポンプの使用時において、ピストン２はシリンダ
ｌの内周壁１ａと一切摩擦接触しないため、両者の偏磨
耗等がなく、長期にわたってポンプを使用することがで
きる。Furthermore, when the pump is in use, the piston 2 does not make any frictional contact with the inner circumferential wall 1a of the cylinder 1, so there is no uneven wear between the two, and the pump can be used for a long period of time.
［第二実施例］
第３図に示すように、円筒状のシリンダ３１内には、ピ
ストン３２がその軸方向に往復動可能に設けられると共
に、シリンダ３１の内周面に沿って回転可能に設けられ
ている。[Second Embodiment] As shown in FIG. 3, a piston 32 is provided in a cylindrical cylinder 31 so as to be able to reciprocate in the axial direction thereof, and also to be rotatable along the inner circumferential surface of the cylinder 31. It is provided.
前記ピストン３２の左右両端にはそれぞれ炭化珪素焼結
材料によって円板状に形成された端面板３３．３４が設
けられ、これら両端面板３３，３４間には一対の駆動界
磁マグネット３５．３６、一対のブツシュ３７．３８及
び回転界磁マグネット３９が保持されている。これら回
転界磁マグネット３９及びブツシュ３７．３８は前記実
施例１と同様に構成されている。Disc-shaped end plates 33 and 34 made of silicon carbide sintered material are provided at both left and right ends of the piston 32, and a pair of driving field magnets 35 and 36 are provided between these end plates 33 and 34, respectively. A pair of bushes 37, 38 and a rotating field magnet 39 are held. These rotating field magnets 39 and bushes 37 and 38 are constructed in the same manner as in the first embodiment.
また、前記両端面板３３．３４間には、炭化珪素焼結材
料によって円筒状に形成されたカバー４０が設けられ、
これにより前記両端面３３．３４間に保持された部材３
５〜３９の外周面が覆われている。そして、前記カバー
４０とシリンダ１の内周壁３１ａとの間には、所定のク
リアランスＣ３（本実施例では５μｍ）が存在する。Further, a cover 40 formed in a cylindrical shape from a silicon carbide sintered material is provided between the both end face plates 33 and 34,
As a result, the member 3 held between the two end faces 33 and 34
The outer peripheral surfaces of Nos. 5 to 39 are covered. A predetermined clearance C3 (5 μm in this embodiment) exists between the cover 40 and the inner circumferential wall 31a of the cylinder 1.
シリンダ３１の左右両端部には、シリンダ３１の左右両
端壁５９，６０、内周壁３１ａ、ピストン３２の左右両
端面板３３．３４によって、流体導入室としてのシリン
ダ内室４１及び４２がそれぞれ形成されている。そして
、左右両端壁５９゜６０の略中央部には各シリンダ内室
４１．４２に液体を吸入する吸入口４３．４４がそれぞ
れ設けられ、前記内周壁３１ａの両端部には各シリンダ
内室４１，４２から液体を吐出するための吐出口４５．
４６がそれぞれ設けられている。At both left and right ends of the cylinder 31, cylinder inner chambers 41 and 42 as fluid introduction chambers are formed by the left and right end walls 59, 60 of the cylinder 31, the inner peripheral wall 31a, and the left and right end face plates 33, 34 of the piston 32, respectively. There is. Suction ports 43 and 44 for sucking liquid into the respective cylinder inner chambers 41 and 42 are provided approximately in the center of the left and right end walls 59 and 60, respectively, and each cylinder inner chamber 41 is provided at both ends of the inner circumferential wall 31a. , 42 for discharging liquid from the discharge port 45.
46 are provided respectively.
前記両板入口４３．４４は同一の液体導入経路４７と接
続されており、各吸入口４３．４４と前記液体導入経路
４７の途中には、液体がシリンダ内室４１．４２へ五人
する方向へ流れる場合に、液体の流通を可能ならしめる
ニードル弁４９，５０がそれぞれ設けられている。また
、前記吐１出口４５．４６は同一の液体排出経路４８と
接続されており、各吐出口４５．４６と前記液体排出経
路４８の途中には、液体がシリンダ内室４１．４２から
流圧する方向へ流れる場合に、液体の流通を可能ならし
めるニードル弁５１．５２がそれぞれ設けられている。Both plate inlets 43.44 are connected to the same liquid introduction path 47, and there is a direction between each suction port 43.44 and the liquid introduction path 47 in the direction in which the liquid flows into the cylinder inner chamber 41.42. Needle valves 49 and 50 are provided respectively to allow the flow of liquid when flowing to the liquid. Further, the first discharge outlet 45.46 is connected to the same liquid discharge path 48, and between each discharge outlet 45.46 and the liquid discharge path 48, the liquid flows under pressure from the cylinder inner chamber 41.42. A needle valve 51,52 is provided in each case to allow the flow of liquid in the direction of flow.
一方、第３図に示すように、前記シリンダ３１の外周面
上には、前記第一実施例と同様に３個の回転用電磁コイ
ル５３が配設され、各電磁コイル５３への通電制御に基
づいて、ピストン３２がシリンダ３１の内周面に沿って
特定方向へ回転される。また、シリンダ３１の外部両端
には、前記第一実施例と同様の駆動用電磁コイル５５．
５６がそれぞれ設けられている。そして、左側の駆動用
電磁コイル５５に通電されると、ピストン３２の左側駆
動界磁マグネット３５との磁気的相互作用に基づいて、
ピストン３２が左方へ引き寄せられる。また、右側の駆
動用電磁コイル５６に通電されると、ピストン３２の右
側駆動界磁マグネッート３６との磁気的相互作用に基づ
いて、ピストン３２が右方へ引き寄せられる。On the other hand, as shown in FIG. 3, three rotating electromagnetic coils 53 are arranged on the outer circumferential surface of the cylinder 31 as in the first embodiment, and energization control to each electromagnetic coil 53 is performed. Based on this, the piston 32 is rotated in a specific direction along the inner peripheral surface of the cylinder 31. Further, at both external ends of the cylinder 31, driving electromagnetic coils 55 similar to those in the first embodiment are provided.
56 are provided respectively. Then, when the left drive electromagnetic coil 55 is energized, based on the magnetic interaction with the left drive field magnet 35 of the piston 32,
The piston 32 is pulled to the left. Furthermore, when the right drive electromagnetic coil 56 is energized, the piston 32 is drawn to the right based on the magnetic interaction between the piston 32 and the right drive field magnet 36 .
更に、第３図に示すように、前記ピストン３２のカバー
４０の外周面上にはへリングボーン状の動圧溝５７が複
数形成されている。また、前記両端面板３３．３４の各
表面にはスパイラル状の動圧溝５８が複数形成されてい
る。そして、ピストン３２が特定方向へ回転されること
により、これら動圧溝５７，５８の作用に基づき、前記
クリアランスＣ３、並びに端面板３３及び３４の各表面
にはそれぞれ液体による圧力膜が形成される。Furthermore, as shown in FIG. 3, a plurality of herringbone-shaped dynamic pressure grooves 57 are formed on the outer peripheral surface of the cover 40 of the piston 32. Further, a plurality of spiral dynamic pressure grooves 58 are formed on each surface of the both end face plates 33 and 34. When the piston 32 is rotated in a specific direction, a pressure film of liquid is formed on the clearance C3 and on each surface of the end plates 33 and 34 based on the action of the dynamic pressure grooves 57 and 58. .
上記プランジャーポンプにおいて、各回転用電磁コイル
５３への通電制御が開始されると、前記第一実施例と同
様に動圧溝５７の作用に基づいて、ピストン３２はシリ
ンダ３１の内周壁３１ａと非接触状態を保持して回転さ
れる。そして、左右の駆動用電磁コイル５５．５６が交
互に通電されることにより、ピストン３２はシリンダ３
１内を往復動される。In the above-mentioned plunger pump, when the energization control to each rotating electromagnetic coil 53 is started, the piston 32 is connected to the inner circumferential wall 31a of the cylinder 31 based on the action of the dynamic pressure groove 57 as in the first embodiment. It is rotated while maintaining a non-contact state. Then, by alternately energizing the left and right drive electromagnetic coils 55 and 56, the piston 32 is moved to the cylinder 3.
It moves back and forth within 1.
これに伴い、一方のシリンダ内室４１ （又は４２）に
液体が吸入されると同時に、他方のシリンダ内室４２（
又は４１）からは液体が吐出される。Along with this, liquid is sucked into one cylinder inner chamber 41 (or 42) and at the same time, the other cylinder inner chamber 42 (or 42)
or 41), liquid is discharged.
従って、このプランジャーポンプによれば、液体導入経
路４７から液体排出経路４８へ向かって、脈動間隔の短
いほぼ連続した液流を形成することができる。Therefore, according to this plunger pump, a substantially continuous liquid flow with short pulsation intervals can be formed from the liquid introduction path 47 toward the liquid discharge path 48.
本発明は前記第−又は第二実施例に限定されるものでは
なく、次のような構成にて実施してもよい。即ち、
（ａ）前記第−及び第二実施例において、カバー５．４
０の外周面上に動圧溝２１．５７を設けることに代えて
、シリンダ１，３１の内周壁１ａ。The present invention is not limited to the above-mentioned first or second embodiment, but may be implemented in the following configuration. That is, (a) In the first and second embodiments, the cover 5.4
Instead of providing the dynamic pressure grooves 21.57 on the outer circumferential surface of the cylinder 0, the inner circumferential wall 1a of the cylinder 1,31.
３１ａ上に動圧溝を設けること。Provide a dynamic pressure groove on 31a.
（ｂ）前記第一実施例において、回転界磁マグネット８
及び回転用電磁コイル１９に代えて、例えば、可動板９
上に駆動モータを設け、該モータにピストン２を連結す
ること。(b) In the first embodiment, the rotating field magnet 8
And instead of the rotating electromagnetic coil 19, for example, a movable plate 9
A drive motor is provided on the top, and the piston 2 is connected to the motor.
この構成によれば、モータの駆動力によるピストン２全
体の回転に伴って、ピストン２外周面とシリンダ１内周
面とのクリアランスＣ１には、液体による圧力膜が形成
され、可動板９上に設けられた駆動モータ及びピストン
２は、シリンダ１内周面と非接触にてラジアル支持され
る。According to this configuration, as the entire piston 2 rotates due to the driving force of the motor, a pressure film of liquid is formed in the clearance C1 between the outer peripheral surface of the piston 2 and the inner peripheral surface of the cylinder 1, and a pressure film is formed on the movable plate 9. The provided drive motor and piston 2 are radially supported without contacting the inner peripheral surface of the cylinder 1.
［発明の効果］
以上詳述したように本発明のプランジャーポンプによれ
ば、シール部材を必要とせず、圧送される流体に異物を
混入させることなく、長期にわたって使用することがで
きるという優れた効果を奏する。[Effects of the Invention] As detailed above, the plunger pump of the present invention has the advantage that it can be used for a long period of time without requiring a sealing member and without mixing foreign matter into the fluid being pumped. be effective.
第１図は本発明を具体化した第一実施例を示す縦断面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は第二実施
例を示す縦断面図である。
１．３１・・・シリンダ、２，３２・・・ピストン、６
，３５゜３６・・・駆動界磁マグネット、８，３９・・
・磁性材料としての回転界磁マグネット、９・・・可動
板、ｌＯ・・・コイルバネ、１３．４３．４４・・・吸
入口、１４．４５．４６・・・吐出口、１９．５３・・
・回転用電磁コイル（前記８及び１９、並びに前記３９
及び５３によりそれぞれ回転手段が構成される） 、２
０．５５．５６・・・駆動用電磁コイル（前記６，９．
１０及び２０、並びに前記３５．３６．５５及び５６に
よりそれぞれ駆動手段が構成される） 、２１゜５７・
・・動圧溝。
特許出願人 イビデン 株式会社FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment embodying the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A in FIG. 1, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment. . 1.31...Cylinder, 2,32...Piston, 6
, 35° 36... Drive field magnet, 8, 39...
- Rotating field magnet as a magnetic material, 9... Movable plate, lO... Coil spring, 13.43.44... Suction port, 14.45.46... Discharge port, 19.53...
- Rotating electromagnetic coil (8 and 19 above, and 39 above)
and 53 respectively constitute a rotating means), 2
0.55.56...Driving electromagnetic coil (6, 9.
10 and 20, and the above-mentioned 35, 36, 55 and 56 respectively constitute driving means), 21゜57.
...Dynamic pressure groove. Patent applicant IBIDEN Co., Ltd.
Claims (1)
４、４５）を有するシリンダ（１、３１）と、前記シリ
ンダ（１、３１）内に往復動可能に配設され、かつシリ
ンダ（１、３１）の内周面に沿って回転可能に配設され
たピストン（２、３２）と、前記ピストン（２、３２）
を往復動させる駆動手段（６、９、１０、２０、３５、
３６、５５、５６）と、前記ピストン（２、３２）を回
転させる回転手段（８、１９、３９、５３）とを備え、 前記シリンダ（１、３１）の内周面又は前記ピストン（
２、３２）の外周面のいずれか少なくとも一方に動圧溝
（２１、５７）が設けられていることを特徴とするプラ
ンジャーポンプ。 ２ 前記動圧溝（２１、５７）は、ピストン（２、３２
）の外周面に設けられていることを特徴とする請求項１
に記載のプランジャーポンプ。 ３ 前記回転手段は、ピストン（２、３２）に一体的に
設けられた磁性材料（８、３９）と、シリンダ（１、３
１）の外周部に配設された電磁コイル（１９、５３）と
から構成されていることを特徴とする請求項１又は２に
記載のプランジャーポンプ。[Claims] 1 Fluid inlet (13, 43, 44) and outlet (1
a cylinder (1, 31) having a cylinder (4, 45); and a cylinder (1, 31) disposed so as to be reciprocally movable within the cylinder (1, 31) and rotatably disposed along the inner circumferential surface of the cylinder (1, 31). the piston (2, 32) and the piston (2, 32)
(6, 9, 10, 20, 35,
36, 55, 56) and a rotation means (8, 19, 39, 53) for rotating the piston (2, 32), the inner peripheral surface of the cylinder (1, 31) or the piston (
A plunger pump characterized in that a dynamic pressure groove (21, 57) is provided on at least one of the outer circumferential surfaces of the plunger pump (2, 32). 2 The dynamic pressure groove (21, 57) is connected to the piston (2, 32
) is provided on the outer peripheral surface of the
The plunger pump described in. 3 The rotating means includes a magnetic material (8, 39) provided integrally with the piston (2, 32) and a cylinder (1, 3).
The plunger pump according to claim 1 or 2, characterized in that the plunger pump comprises an electromagnetic coil (19, 53) disposed on the outer periphery of the plunger pump.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2133336A JPH0427773A (en) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | Plunger pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2133336A JPH0427773A (en) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | Plunger pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0427773A true JPH0427773A (en) | 1992-01-30 |
Family
ID=15102339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2133336A Pending JPH0427773A (en) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | Plunger pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0427773A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6813885B2 (en) * | 2000-04-11 | 2004-11-09 | Saab Ab | Electrohydraulic setting device |
| US7665510B2 (en) * | 2003-02-28 | 2010-02-23 | Denso Corporation | Fluid drive unit and heat transport system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH01141277A (en) * | 1987-11-25 | 1989-06-02 | Hitachi Ltd | Shaft sealing device for vacuum pump |
| JPH01101702U (en) * | 1987-12-28 | 1989-07-10 |
-
1990
- 1990-05-23 JP JP2133336A patent/JPH0427773A/en active Pending
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